Биеийн олон эмгэг, эмгэгийн өмнөх эмгэгүүд нь ферментийн системийн үйл ажиллагааны доголдол дээр суурилдаг. Олон ферментүүд эсийн дотор байрладаг тул цусны ийлдэс (плазм) дахь идэвхжил нь бага эсвэл огт байхгүй байна. Тийм ч учраас эсийн гаднах шингэнийг (цус) шинжлэх замаар зарим ферментийн үйл ажиллагаа нь биеийн янз бүрийн эрхтэн, эд эсийн доторх өөрчлөлтийг илрүүлж чаддаг. бусад ферментүүд нь цусанд байнга, мэдэгдэж байгаа хэмжээгээр агуулагддаг бөгөөд тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг (жишээлбэл, цусны бүлэгнэлтийн системийн ферментүүд).

Цусны ийлдэс дэх ферментийн идэвхжил нь эсийн доторх ферментийн нийлэгжилтийн хурд ба эсээс ялгарах хоорондын тэнцвэрийг илэрхийлдэг. Цусны ферментийн идэвхжил нэмэгдэх нь нийлэгжилтийн үйл явцыг хурдасгах, ялгарах хурд буурах, эсийн мембраны нэвчилт, идэвхжүүлэгчийн үйл ажиллагаа, эсийн үхжил зэрэгтэй холбоотой байж болно. Ферментийн идэвхжил буурах нь ферментийн ялгаралт, дарангуйлагчдын үйл ажиллагаа, синтезийг дарангуйлах хурд нэмэгдэж байгаатай холбоотой юм.

Цусан дахь тодорхой ферментийн идэвхжил нэмэгдэх нь маш эрт оношлогооны шинжилгээ юм. Изоферментийн спектрийг нэмэлтээр тодорхойлох нь эмгэг процессын нутагшлыг тодруулах боломжийг олгодог, учир нь эрхтэн бүр өөрийн гэсэн изоферментийн спектртэй байдаг.

Эмнэлзүйн биохимийн чиглэлээр их үнэ цэнэаспартат аминотрансфераза ба аланин аминотрансферазын үйл ажиллагааны үзүүлэлттэй. Эдгээр трансаминазууд нь митохондри болон эсийн цитоплазмын уусдаг хэсэгт байдаг. Трансаминазын үүрэг нь амин хүчлүүдийн амин бүлгүүдийг кето хүчил рүү шилжүүлэх хүртэл буурдаг. Трансаминазын коэнзим нь витамин В6-ийн дериватив пиридоксаль фосфат юм. Амьтны цусан дахь хоёр ферментийн идэвхжил нь бусад эд эс дэх үйл ажиллагаатай харьцуулахад маш бага байдаг. Гэсэн хэдий ч эсийн устгал дагалддаг эмгэгийн үед трансаминазууд нь эсийн мембранаар дамжин цусанд ордог бөгөөд тэдний үйл ажиллагаа хэвийн хэмжээнээс мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Эдгээр ферментүүдийн хатуу эрхтнүүдийн өвөрмөц шинж чанар байхгүй ч гепатит, булчингийн дистрофи, гэмтэл, хэт их хэмжээгээр тэдний идэвхжил нэмэгдэж байна. бие махбодийн үйл ажиллагаабие дээр, ялангуяа спортын морьд.

Лактат дегидрогеназа (LDH) нь пирувийн хүчлийг сүүн хүчил болгон хувиргах процессыг хурдасгадаг гликолитик фермент юм. LDH нь дөрвөн дэд нэгжээс бүрдэх ба таван изоэнзим агуулдаг. Түүнчлэн булчингийн эдэд LdG5 изоэнзим, зүрхний булчинд LdG1 ба LdG2 давамгайлдаг. Өвчтөнд цочмог миокардийн шигдээсийн үед цусны ийлдэс дэх LDH1 ба LDH2 изоэнзимүүдийн идэвхжил нэмэгддэг. Цусны сийвэн дэх паренхимийн гепатитын үед LdG4 ба LdG5 изоферментийн идэвхжил мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, харин LdG1 ба LdG2-ийн идэвхжил буурч, цусны сийвэн дэх ферментийн идэвхжилээс хамаагүй өндөр байдаг. Тиймээс цусны хамгийн бага цус задрал нь ч гэсэн сийвэн дэх ферментийн идэвхийг эрс өөрчилдөг бөгөөд үүнийг лабораторийн ажилд анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Креатин фосфокиназа (CPK) нь эрчим хүчний солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Креатин фосфокиназа нь креатин фосфаттай AdP-ийг трансфосфоржуулах замаар ATP дахин синтез хийхэд шаардлагатай байдаг. Креатин фосфат нь эрчим хүчээр баялаг фосфатын нэгдэл бөгөөд булчингийн ширхэгийн агшилт, тайвшрал, метаболитыг булчингийн эдэд зөөвөрлөлтийг баталгаажуулдаг.

Креатин-P + AdP CPK > Креатин + ATP.

Креатин фосфокиназа нь MM (булчингийн төрөл), MB (зүрхний төрөл), BB (тархины төрөл) гэсэн гурван изоэнзим үүсгэдэг M ба B гэсэн хоёр дэд нэгжээс бүрддэг.

Эд эсийн шинжилгээ нь араг ясны булчин, миокарди, тархинд CK-ийн мэдэгдэхүйц үйл ажиллагаа явагддаг болохыг харуулж байна. Зүрхний булчинд голчлон MM ба MB изоферментүүд агуулагддаг бөгөөд өвчтөний цусны ийлдэс дэх MB изоферментийн идэвхжил нэмэгдэж байгаа нь зүрхний булчин гэмтсэнийг илтгэнэ. CPK изоферментийг тодорхойлох нь хамгийн сайн аргатахианы удамшлын булчингийн дистрофи, том тахианд селенийн дутагдалтай өвчний оношлогоо үхэр, адууны саажилттай миоглобинуриятай.

Шүлтлэг фосфатаза (ALP) нь голчлон элгэнд нийлэгждэг гидролизийн фермент нь биеэс цөсний нэг хэсэг болгон ялгардаг. Түүний хамгийн оновчтой үйл ажиллагаа нь рН = 8-9 байна. Энэ нь олон тооны фосфорын эфирийн гидролизийг хурдасгадаг өвөрмөц бус фермент бөгөөд сийвэн дэх изофермент хэлбэрээр байдаг. Өсөн нэмэгдэж буй залуу амьтдын шүлтлэг фосфатазын гол эх үүсвэр нь ясны эд юм. Шүлтлэг фосфатазын идэвхжил нь элэг, ясны өвчин, ялангуяа остеомалакийн үед ихээхэн нэмэгддэг. Шүлтлэг фосфатазын гол үүрэг нь ясны эдэд кальцийн фосфатын хуримтлалтай холбоотой байж магадгүй юм. Ясны хавдрын үед ийлдэс шүлтлэг фосфатазын идэвхжил нэмэгдэж байгааг тогтоосон.

Холинестераза нь мэдрэлийн импульс дамжуулах, ацетилхолиныг ацетат, холин болгон гидролиз хийхэд оролцдог фермент юм. Сийвэн дэх холинэстераза нь бие махбод дахь хоёр төрлийн холинэстеразыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн гол субстрат нь ацетилхолин юм. Синапсууд дээр ацетилхолиныг гидролиз болгодог ацетилхолинэстеразыг (AChE) үнэн гэж нэрлэдэг. Энэ нь элэг, цусны улаан эсэд байдаг бөгөөд зөвхөн сийвэн дэх багахан хэмжээгээр нутагшдаг. Плазмын холинэстераза нь псевдохолинестераза бөгөөд бутирилхолиныг ацетилхолиноос 4 дахин хурдан гидролиз болгодог. Энэ фермент нь элэг, нойр булчирхай, гэдэсний салст бүрхэвчинд бас байдаг. Сийвэнгийн AChE-ийн нийлэгжилт нь элгэнд явагддаг тул энэ эрхтэний эмгэгийн үед ферментийн идэвхжил буурдаг.

AChE-ийн эргэлт буцалтгүй дарангуйлагчид нь хортой фосфорорганик нэгдлүүд (OPCs) юм. Тиймээс FOS шавьж устгах бодис (хлорофос, фосфамид, карбофос, октаметил) нь AChE молекулын идэвхтэй төвүүдийг сонгон холбож, улмаар түүний үйл ажиллагааг блоклодог. Өндөр липотроп шинж чанартай тул FOS нь арьс, салст бүрхэвчээр дамжин амьтны биед нэвтэрч чаддаг. FOS-ийн хордлогын үед амьтанд түгшүүр, айдас, цочромтгой байдал, гуурсан хоолойн спазмаас болж амьсгал боогдох, ханиалгах довтолгооны үед үүсдэг таталтууд ажиглагддаг. Нүдний онцлог шинж чанартай өөрчлөлтүүд нь: сурагч огцом нарийсч, нулимс цийлэгнэж эхэлдэг, орон байр эвдэрсэн. Ихэнхдээ FOS-ээр хордсон амьтны үхлийн шууд шалтгаан нь амьсгалын замын төвийн саажилт юм.

Амилаза нь шүлсний булчирхай болон дотор үүсдэг их хэмжээгээрнойр булчирхай. Амилаза нь полисахаридын с-1,4-глюкозидын холбоонд онцгой нөлөө үзүүлдэг. Сийвэнгийн амилаза идэвхжил нэмэгдэх нь цочмог нойр булчирхайн үрэвсэл үүсэхийг харуулж байна. Шүлсний булчирхайн үрэвслийн үед ферментийн идэвхжил дунд зэргийн өсөлт ажиглагдаж байна.

Варбург янз бүрийн амьтны эдээс мөөгөнцрийн альдолазууд нь хэд хэдэн шинж чанараараа ялгаатай болохыг олж мэдсэн. Пепсин, трипсин, химотрипсин нь уусах чадвар, рН, хамгийн оновчтой температурын хувьд ялгаатай байв.

50-аад оны сүүлчээр биохимич Виланд, Пфлейдерер болон бусад судлаачид ферментийн цэвэр талст бэлдмэлийг амьтны эд эсээс ялгаж авчээ. лактат дегидрогеназа мөн тэдгээрийг электрофорезд оруулсан. Электрофорезын үр дүнд ферментийг дүрмээр хуваасан 5 фракцууд, өөр өөр электрофоретик хөдөлгөөнтэй. Эдгээр бүх фракцууд нь лактат дегидрогеназын идэвхжилтэй байдаг. Тиймээс лактат дегидрогеназа фермент нь эд эсэд хэд хэдэн хэлбэрээр байдаг нь тогтоогдсон. Эдгээр хэлбэрийг электрофорезийн хөдөлгөөний дагуу LDH1, LDH2, LDH3 гэж тодорхойлсон. LDH4, LDH5. (LDH нь лактат дегидрогеназын товчлол) бөгөөд 1-р тоо нь электрофорезийн хамгийн өндөр хөдөлгөөнтэй бүрэлдэхүүн хэсгийг илэрхийлдэг.

Амьтны янз бүрийн эрхтнүүдээс тусгаарлагдсан лактат дегидрогеназын ферментийн судалгаагаар тэдгээр нь электрофоретик болон хроматографийн шинж чанараас гадна химийн найрлага, дулааны тогтвортой байдал, дарангуйлагчдын нөлөөнд мэдрэмтгий байдал, K m болон бусад шинж чанараараа ялгаатай болохыг харуулсан. Төрөл бүрийн амьтдын лактат дегидрогеназыг шинжлэхэд төрөл зүйл хоорондын маш том ялгаа илэрсэн боловч тухайн зүйлийн дотор изоферментийн тархалт маш тогтвортой байдаг.

Лактат дегидрогеназа нь бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нарийвчлан судалсан анхны фермент байв. Хэсэг хугацааны дараа бусад хэд хэдэн фермеатуудын олон хэлбэр, молекулын гетероген байдлын талаархи мэдээллийг олж авсан бөгөөд 1959 онд ийм хэлбэрийг изофермент эсвэл изоэнзим гэж нэрлэхийг санал болгов. Олон улсын биохимийн холбооны Ферментийн комисс энэ нэр томъёог нэг биологийн зүйлийн ферментийн олон хэлбэрийг тодорхойлохыг албан ёсоор зөвлөж байна.

Тэгэхээр, изоферментүүд - Энэ нь ижил төрлийн субстратын өвөрмөц шинж чанартай, ижил катализаторын нэг эх үүсвэрээс гаралтай ферментүүдийн бүлэг юм. химийн урвал, гэхдээ хэд хэдэн физик-химийн шинж чанараараа ялгаатай.

Ферментийн олон хэлбэр буюу изоэнзим байгаа нь илүү олон тооны судалгаагаар тогтоогдсон Учир нь100 ферментүүд, -аас гаргаж авсан янз бүрийн төрөламьтан, ургамал, бичил биетэн. Изоферментүүд нь үргэлж хоёр ба түүнээс дээш дэд нэгжээс тогтдоггүй. Хэд хэдэн ферментийн хувьд бие даасан изоферматууд нь ижил катализаторын үйл ажиллагаатай, гэхдээ зөвхөн нэг дэд нэгжээс бүрддэг өөр өөр химийн бүтэцтэй уураг юм.

Изоферментийн нэр томъёоны гол шалгуур нь одоогоор тэдний электрофорезийн хөдөлгөөн юм. Үүнийг ферментийг тодорхойлох бусад аргуудтай харьцуулахад электрофорез нь хамгийн өндөр нарийвчлалтай байдагтай холбон тайлбарлаж байна.

Өнөөдрийг хүртэл ургамлын изоферментийг судалсны үр дүнд олон тооны ферментүүд ургамалд байдаг нь тогтоогдсон. олон хэлбэр. Эдгээр ферментүүдийн заримыг харцгаая.

Малатдегидрогеназа (1.1.1.37) нь нэлээд төвөгтэй изоферментийн найрлагатай. Хөвөн үр, бууцайны навчнаас электрофорезийн хөдөлгөөнөөр ялгаатай 4 малатдегидрогеназа изоэнзим илэрсэн бөгөөд бууцайны дөрвөн изофермент тус бүрийн молекул жин нь ойролцоогоор 60 мянга орчим байв. Тухайлбал, улаан буудайн янз бүрийн сортын үрэнд 7-10 изофермент, эрдэнэ шишийн үндэст 4-5, малатдегидрогеназын 9-12 изофермент янз бүрийн эрхтнүүдээс (үндэс, котиледон, субкотиледон, эпикотилдон), мөн изоферментийн тоо нь ургамлын хөгжлийн үе шатаас хамаарч өөр өөр байдаг.

Малатдегидрогеназын изоферментийн молекулын жин заримдаа ихээхэн ялгаатай байдгийг тэмдэглэв. Жишээлбэл, хөвөнгийн навч нь малатдегидрогеназын 7 изофермент агуулдаг бөгөөд үүнээс 4 изоэнзим нь өөр өөр цахилгаан цэнэгтэй, гэхдээ ижил молекул жинтэй, ойролцоогоор 60 мянгатай тэнцэх тавдугаар изоэнзим нь 500 мянга орчим молекул жинтэй бөгөөд олигомер байв. 60 мянган молекул жинтэй малатдегидрогеназын изоферментүүдийн дор хаяж нэг хэлбэр нь эдгээр судалгаагаар молекулын жинг ойролцоогоор тодорхойлсон тул энэ изоэнзим нь 60 молекул жинтэй изоферментийн 8 дэд нэгжээс бүрддэг гэж үзэж болно. мянга.

Ургамлын эсэргүүцэл ба өвчинд өртөмтгий байдал нь ихэвчлэн изоферментийн синтезийн зохицуулалттай холбоотой байдаг. Ургамлын халдварын хариуд химийн бодисын солилцооны эрч хүч, ялангуяа исэлдэлтийн бодисууд нэмэгддэг. Иймээс ургамал гэмтэх үед OM ферментийн идэвхжил, тэдгээрийн изоферментийн тоо нэмэгддэг.

Эрдэнэ шиш, шош, тамхи, гэрийн хошоонгор, маалингын төмс, овъёос болон бусад ургамлын янз бүрийн өвчинд пероксидаза ба о-дифенолоксидазын изоферментийн идэвхжил нэмэгдэж, тоо нэмэгдэж байна.

22-р зурагт улаан лооль нь хоцрогдолд өртөх үед пероксидазын изоферментийн тоо болон тэдгээрийн идэвхжилийн өөрчлөлтийг схемээр үзүүлэв. Хэрэв эрүүл ургамлын навч нь дөрвөн пероксидазын изоэнзим агуулдаг бол нөлөөлөлд өртсөн навчны тоо есөн болж, бүх изоферментийн идэвхжил мэдэгдэхүйц нэмэгддэг.

Тамхины мозайк вируст тэсвэртэй ба тэсвэргүй тамхины төрөл зүйлийн вирусын эмгэг жамын үед митохондрийн пероксидаза ба полифенолоксидазын изоферментийн найрлага дахь өөрчлөлтийг судлахад вирусын халдвар нь янз бүрийн эсэргүүцэлтэй тамхины төрлийн изоферментийн найрлагад чанарын хувьд ялгаатай өөрчлөлтийг үүсгэдэг болохыг тогтоожээ. Тэсвэртэй зүйлийн хувьд олон тооны изоферментийн идэвхжил нь мэдрэмтгий зүйлээс илүү их хэмжээгээр нэмэгддэг. Тиймээс ургамлын ферментийг биосинтез хийх чадвараас хамааран ургамлын халдварт өвчинд өртөмтгий байдал өөрчлөгддөг.

Глутамат дегидрогеназа

Эстеразууд

Сахараза Изоферментийн биологийн үүрэг

ургамалд.

IF нь ургамлын ферментийн аппаратын чадваргүй байдлыг илтгэж, шаардлагатай бодисын солилцооны процессыг явуулах боломжтой болгодог. хүрээлэн буй орчны нөхцөл өөрчлөгдөхөд эсэд химийн бодисын солилцооны өвөрмөц байдлыг хангадаг. тухайн ургамлын эрхтэн, эд эсийн хувьд. Дотоод орчны өөрчлөлтөд ургамлын дасан зохицох чадварыг дэмжинэ. орчин.

Үнэн хэрэгтээ, бие даасан изоферментүүд нь температурын оптимум, рН-ийн оновчтой байдал, дарангуйлагчтай харьцах харьцаа болон бусад шинж чанараараа ялгаатай болохыг бид тэмдэглэсэн. Хэрэв жишээлбэл, температурын нөхцөл огцом өөрчлөгдөж, зарим изоферментийн катализаторын идэвхжилд тааламжгүй болвол тэдгээрийн идэвхжил дарангуйлагдана. Гэсэн хэдий ч энэ температурт таатай ижил ферментийн бусад изоферментүүд катализаторын идэвхийг үзүүлж эхэлдэг тул ургамал дахь энэхүү исгэх процесс бүрэн зогсдоггүй. Хэрэв ямар нэг шалтгааны улмаас урвалын орчны рН өөрчлөгдвөл зарим изоферментийн идэвхжил мөн сулардаг боловч өөр өөр рН оновчтой изоферментүүд катализаторын идэвхийг үзүүлж эхэлдэг. Давсны өндөр концентраци нь олон ферментийн үйл ажиллагааг саатуулдаг бөгөөд энэ нь хужирлаг хөрсөнд ургамлын ургалт муудах нэг шалтгаан болдог. Гэсэн хэдий ч эс дэх давсны өндөр концентрацитай байсан ч ферментийн процессууд бүрэн зогсдоггүй, учир нь бие даасан изоферментүүд давсны концентраци нэмэгдэхэд өөр өөр хариу үйлдэл үзүүлдэг: зарим изоферментийн идэвхжил буурч, бусад нь нэмэгддэг.

Өвчний эсэргүүцэл ба мэдрэмтгий байдал нь ихэвчлэн IF синтезийн зохицуулалт дээр суурилдаг.

Изоферментийн биосинтез нь генетикийн хүчин зүйлээр тодорхойлогддог бөгөөд ургамлын зүйл бүр нь энэ зүйлд хамаарах изоферментийн багцаар тодорхойлогддог. изоферментийн найрлага дахь зүйлийн өвөрмөц байдал илэрдэг.

Нэг ургамлын янз бүрийн эрхтэнүүд IF-д ялгаатай байдаг. Амьтны янз бүрийн эдээс тусгаарлагдсан лактат дегидрогеназын изоферментийн шинж чанарыг судлахад бүх изоферментүүд ойролцоогоор ижил молекул жинтэй (140 мянга орчим), жишээлбэл, эмчилгээний нөлөөн дор байдаг. 42 М мочевинтай, изофермент тус бүр нь 35 мянга орчим молекул жинтэй 4 дэд нэгжид хуваагддаг тул лактатдегидрогеназын таван изоэнзим тус бүр нь тетрамер юм. Бүх лактат дегидрогеназын изоферментүүд нь зөвхөн хоёр төрлийн дэд нэгжийн боломжит хослолууд болох нь тогтоогдсон бөгөөд үүнийг уламжлалт байдлаар А ба В үсгээр тэмдэглэсэн байдаг. Эдгээр төрлийн дэд нэгжүүдийн өөр өөр хослолууд нь бүх таван лактат дегидрогеназын изоферментийг бүрдүүлдэг (Зураг 18). Энэ нь лактат дегидрогеназын изоферментүүд нь хатуу эмх цэгцтэй бүтэцтэй бөгөөд энэ ферментийн уургийн молекул дахь бие даасан дэд нэгжүүд нь мочевины төвлөрсөн уусмалын нөлөөн дор тасрах боломжтой устөрөгчийн холбоогоор холбогддог болохыг харуулж байна.

Асуулт гарч ирж байна: лактат дегидрогеназын бие даасан дэд нэгжүүд бие биенээсээ хэрхэн ялгаатай вэ, бие даасан изоферментүүдийн өөр өөр электрофоретик хөдөлгөөнтэй юу холбоотой вэ? Одоо энэ асуултад нэлээд тодорхой хариултууд ирсэн. А ба В дэд нэгжүүд нь t-c амин хүчлүүд болох нь тогтоогдсон. Б дэд хэсэг нь А дэд нэгжтэй харьцуулахад илүү их хэмжээний хүчиллэг жижиг амин хүчлийг агуулдаг. Үүнтэй холбоотойгоор лактатдегидрогеназын бүх изоферментүүд (LDH1 - LDH2) эдгээр амин хүчлүүдийн тоогоор ялгаатай, тэдгээрийн молекулууд өөр өөр хэмжээтэй байдаг. цахилгаан цэнэгба өөр өөр электрофорезийн хөдөлгөөн. Лактат дегидрогеназын изоферментүүд нь бусад олон шинж чанараараа, тухайлбал Михаэлисын тогтмол Km, олон тооны дарангуйлагчтай харьцах харьцаа, термостатаар ялгаатай байдаг.

Асуулт 2. Изоферментүүд. Үзэл баримтлал. Лактатдегидрогеназа (LDH) ба креатин киназа (CK) изоформуудын жишээ. LDH болон KK-ийн катализаторын урвалууд. Цусны ийлдэс дэх изоферментийн идэвхийг тодорхойлохын ач холбогдол

Изоферментүүд буюу изоферментүүд нь үндсэндээ ижил механизмтай ижил төрлийн урвалыг хурдасгадаг ферментүүд боловч кинетик параметрүүд, идэвхжүүлэлтийн нөхцөл, апофермент ба коферментийн хоорондын холболтын шинж чанараараа ялгаатай байдаг.

Изоферментүүдийн гадаад төрх байдал нь олон янз байдаг боловч ихэнхдээ эдгээр изоферментүүдийг кодлодог генийн бүтцийн ялгаатай байдлаас шалтгаална. Иймээс изоферментүүд нь уургийн молекулын анхдагч бүтцэд, үүний дагуу физик-химийн шинж чанараараа ялгаатай байдаг.

Тэдний бүтцэд изоферментүүд нь голчлон олигомер уураг байдаг. Түүгээр ч зогсохгүй энэ болон бусад эд эсүүд голчлон синтезлэгддэг тодорхой төрөлпротомерууд. Эдгээр протомеруудын тодорхой хослолын үр дүнд өөр өөр бүтэцтэй ферментүүд үүсдэг - изомер хэлбэрүүд. Ферментийн изоферментийн тодорхой хэлбэрийг илрүүлэх нь өвчнийг оношлоход ашиглах боломжийг олгодог.

Лактат дегидрогеназа (LDH) нь 134,000 D молекул жинтэй олигомер уураг юм. LDH нь M (Англи булчингаас) ба H (Англи зүрхнээс) гэсэн хоёр төрлийн пептидийн 4 гинжээс бүрдэнэ. LDH-ийн 5 изоформ байдаг ба химийн хувьд арай өөр байдаг физик шинж чанар. Ерөнхий LDH-ээс ялгаатай нь ферментийн изоформууд нь өөр өөр эдэд илүү их эсвэл бага өвөрмөц байдаг.

• · LDH-1 (HHHH, H 4) - зүрх, бөөр, цусны улаан эсэд давамгайлдаг;
• · LDH-2 (HHHM, H 3 M) - зүрх, дэлүү, тунгалгийн булчирхайд; Кребс нь цусны бодисын солилцооны изоформ юм
• · LDH-3 (HHMM, H 2 M 2) - уушгинд;
• · LDH-4 (HMMM, HM 3) - нойр булчирхай, ихэст;
• · LDH-5 (MMMM, M 4) - элэг, араг ясны булчинд.

Хувьслын явцад янз бүрийн LDH изоформууд гарч ирэх нь эд эсийн исэлдэлтийн бодисын солилцооны онцлогтой холбоотой юм. LDH4 ба LDH5 (м-төрөл) изоферментүүд нь агааргүй нөхцөлд, LDH1 ба LDH2 (H-төрлүүд) - аэробикийн нөхцөлд, пируват нь CO2 ба H2O болж хурдан исэлдэж, сүүн хүчил болж хувирдаггүй нөхцөлд үр дүнтэй ажилладаг.

Лактатдегидрогеназа (LDH) фермент нь лактат (сүүн хүчил) -ийг пируват (пирувийн хүчил) болгон хувиргах исэлдэлтийг хурдасгадаг.

Олон тооны өвчний үед цусны сийвэн дэх LDH-ийн идэвхжилийг судалдаг. Ердийн үед LDH-ийн идэвхжил 170 - 520 U/л байна. Зүрх, элэг, бөөрний гэмтэл, түүнчлэн мегалобластик ба гемолитик цус багадалт зэрэгт LDH-ийн тодорхой изоформуудын идэвхжил нэмэгддэг. Оношийг тогтоохын тулд электрофорез ашиглан цусны сийвэн дэх LDH изоформыг судлах шаардлагатай. Цусны сийвэн дэх эд эсийн өвөрмөц LDH изоформыг илрүүлэх нь оношлогооны тест болгон өргөн хэрэглэгддэг. Элэг гэмтсэн тохиолдолд цусан дахь LDH 5-ийн идэвхжил нэмэгдэж, миокардийн шигдээстэй бол LDH 1 нэмэгддэг.

Креатин киназа (CK) нь креатин фосфат ба ADP үүсгэхийн тулд АТФ-аас креатинин руу фосфорын үлдэгдлийг шилжүүлэхэд оролцдог фермент юм. ATP (аденозин трифосфат) нь хүний ​​биеийн биохимийн урвалын энергийн эх үүсвэр болдог молекул юм.

Креатин киназын хурдасгасан урвал нь булчингийн агшилтыг эрчим хүчээр хангадаг. Эсийн митохондри ба цитоплазмд агуулагдах креатин киназа байдаг.

Креатин киназын молекул нь хоёр хэсгээс бүрдэх бөгөөд үүнийг хоёр дэд нэгжийн аль нэгээр төлөөлж болно: M, англи хэл дээрх булчингаас - "булчин", В, тархи - "тархи". Тиймээс хүний ​​биед креатин киназа агуулагддаг гурвын хэлбэризомерууд: MM, MV, BB. MM изомер нь араг ясны булчин ба миокардид, MV нь голчлон миокардид, BB нь тархины эдэд, биеийн аль ч эсэд бага хэмжээгээр байдаг.

CK-ийн идэвхжил нь ихэвчлэн 90 IU / л-ээс хэтрэхгүй байх ёстой. Цусны сийвэн дэх CK-ийн идэвхийг тодорхойлох нь миокардийн шигдээсийн үед оношлогооны ач холбогдолтой (MB изоформын түвшин нэмэгдсэн). Гэмтэл, араг ясны булчинг гэмтээх үед MM изоформын хэмжээ нэмэгдэж болно. BB изоформ нь цус-тархины саадыг нэвтэрч чадахгүй тул цус харвалтын үед ч цусанд бараг илрэхгүй бөгөөд оношлогооны ач холбогдолгүй юм.

ХХХХХХХХХХХХХХХХХХМ АААА

LDH1,2

LDH4.5

Изоферментүүд, тэдгээрийн шинж чанар, биологийн үүрэг, LDH-ийн бүтэц.

Изоферментүүднь ижил урвалыг хурдасгадаг холбоотой ферментүүдийн бүлэг юм. Эдгээр нь генийн давхардал, дараа нь үүссэн аллелийн мутацийн улмаас нэг өмнөх үеэс үүссэн. Тэд бие биенээсээ ялгаатай:

1) катализын хурд;

3) урвалын нөхцөл;

4) зохицуулагчид болон хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлсийн мэдрэмж. (Дарангуйлагчдад илүү их эсвэл бага тэсвэртэй);

5) субстраттай холбоотой байдал;

6) молекулын бүтцийн онцлог, түүний IET, ноён, хэмжээ, цэнэг.

Изоферментүүд нь дасан зохицох ач холбогдолтой, өөрөөр хэлбэл бодисын солилцоонд өвөрмөц шинж чанарыг өгдөг.

Изоэнзим нь жишээлбэл, булчингийн үйл ажиллагааны үед эрхтэн хоорондын холбоог хангадаг.

Миокарди ба элгэнд лактат бодисын солилцоог хангадаг янз бүрийн LDH изоэнзимүүд байдаг.

элгэнд: PVC -----> лактат

зүрхэнд: лактат ------> PVK

LDH нь 2 төрлийн 4 дэд нэгжээс бүрддэг олигомер фермент юм.

H (зүрх) ба M (булчин).

Изоферментийн 5 хэлбэр байдаг:

H4 H3M H2M2 HM3 M4

LDH1, LDH2, LDH3, LDH4, LDH5.

H-протомерууд илүү тод сөрөг цэнэгтэй байдаг тул H4 изоэнзим (LDH1) нь электрофорезийн үед шилжинэ. хамгийн өндөр хурданод руу.

М4 нь хамгийн бага хурдтайгаар анод руу шилжих болно.

Үлдсэн изоферментүүд нь завсрын байрлалыг эзэлдэг.

LDH изоферментүүд нь янз бүрийн эдэд байрладаг.

LDH1,2 ----> тархи, аэробикийн эд (миокарди).

LDH3 ----> лейкемийн эсүүд.

LDH4.5 ----> анеробик эдүүд: булчин, араг яс.

Изоэнзим нь онтогенезийн янз бүрийн үе шатанд илэрч, хувь хүний ​​хөгжлийн хөтөлбөрийг хэрэгжүүлдэг.

Хөгжлийн явцад изоферментийн төлөв өөрчлөгддөг.

Эмгэг судлалын хувьд изоферментийн өөрчлөлт ихээхэн ажиглагддаг.

Биохиминь амьд организм дахь бодис, энерги, мэдээллийн хувирлын чанар, тоон бүрэлдэхүүн, арга зам, арга зүй, зүй тогтол, биологи, физиологийн үүргийг судалдаг шинжлэх ухаан юм.

Биологийн шинжлэх ухааны системд биологийн хими нь бие даасан шинжлэх ухаан болж төлөвшсөн нь удаан үргэлжилсэн нарийн төвөгтэй үйл явц. Орчин үеийн биохими нь 19-20-р зууны төгсгөлд үүссэн. гүнд органик химиба физиологи, тиймээс 19-р зуунд. Үүнийг физиологийн хими гэж нэрлэдэг байсан. Биохими гэдэг нэр томьёог 1858 онд Австрийн эмч, химич Винсент Клетзински анх санаачилжээ.

Биохимийн түүх нь хүрээлэн буй орчны органик ертөнцийн талаархи хүний ​​​​мэдлэгийн нарийн төвөгтэй замыг тусгадаг бөгөөд гарал үүсэл нь эртний үеэс эхэлдэг. Тэр үед эш үзүүллэгийн гайхалтай санаанууд нь бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх гэнэн санаануудтай нягт холбоотой байв. Жишээлбэл, Аристотель амьд оршнолууд нь идэвхгүй, амьгүй зарчим - "матери" -ийг идэвхтэй зарчим - "хэлбэр" -ийн хослолоос бий болдог гэж үздэг бөгөөд энэ нь бие махбодийг бүрдүүлдэг, дотор нь амьдралыг хадгалдаг.

Дараа нь неоплатонистууд эдгээр санааг боловсруулж, " гэсэн ойлголтыг томъёолсон. эрч хүчДундад зууны үед янз бүрийн өөрчлөлтөөр оршиж байсан ", "амь өгөх сүнс" гэх мэт. 7-10-р зуунд Европт алхими хөгжихийн хэрээр нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн найрлагад материал хуримтлагдаж эхлэв.

Сэргэн мандалтын үе нь шинжлэх ухааныг ид шидийн зан үйлээс нээлттэй болгож өөрчилсөн хүрээлэн буй ертөнцийн динамик ойлголтоор тодорхойлогддог. Шинжлэх ухааныг авч үзсэн хүний ​​биенарийн төвөгтэй механик машин шиг. Бидний гайхалтай орчин үеийн хүн, Английн гүн ухаантаншинжлэх ухааны түүхч Ж.Бернал тэр эрин үеийг дараах байдлаар тодорхойлжээ: “... эмч нар мастер зураач, математикч, одон орон судлаач, инженерүүдтэй чөлөөтэй харилцаж байв. Ер нь тэдний ихэнх нь эдгээр мэргэжлүүдийн заримыг эрхэлдэг байсан. Тиймээс, жишээлбэл, Коперник эмчийн боловсрол эзэмшиж, дадлага хийдэг байсан ...”

Энэ бол шинжлэх ухааныг шинэ шатанд хүргэсэн зүйл юм - амьд биетийг химийн ангиллаар үнэлж эхэлсэн. XVI онд - XVII зуунболовсруулсан ятрохими(эмийн хими), түүний хамгийн чухал төлөөлөгч нь Парацельс (1493-1541) байсан бөгөөд бүх өвчний үндэс нь бие махбод дахь химийн үйл явцын эмгэгүүд байдаг тул тэдгээрийг бас эмчлэх шаардлагатай гэж үздэг. химийн бодисууд. Иатрохими нь практик анагаах ухаанд маш их зүйлийг өгч, түүнийг химитэй ойртуулахад хувь нэмэр оруулсан.

17-р зууны дунд үе - 18-р зууны төгсгөл бол Шведийн агуу химич Ж.Берцелиусын тодорхойлолтоор "ургамал, амьтны бодисын" хими байсан органик химийн хөгжлийн эмпирик үе юм. Энэ хугацаанд асар их хэмжээний бодит материал хуримтлагдсан ч онолын, ерөнхий санаа хараахан гарч ирээгүй байна. Практик хэрэгцээ хүний ​​үйл ажиллагаа(байгалийн түүхий эдээс эм, тос, давирхай, будагч бодис зэргийг авах) нь органик нэгдлүүдийг судлах гол шалтгаан болсон.

Туршилтын аргыг сайжруулах нь бие даасан органик нэгдлүүдийг ургамал (оксалик, алим, нимбэгийн болон бусад хүчил) болон амьтны организмын хаягдал бүтээгдэхүүнээс (мочевин, шээсний болон хиппурын хүчил) тусгаарлахад хувь нэмэр оруулсан.

Дараагийн үе - аналитик (18-р зууны төгсгөл - 19-р зууны дунд үе - бодисын найрлагыг тогтоох судалгаанд хамрагдсан бөгөөд үүний үр дүнд бүх органик нэгдлүүд нүүрстөрөгч агуулдаг нь тодорхой болсон. Энд зөвхөн зарим ололт амжилтыг дурдъя. Энэ хугацааны:

1828 онд Ф.Вёлер анх удаа мочевиныг нийлэгжүүлж, улмаар органик синтезийн эрин үеийг нээжээ.

1839 онд Ж.Либиг хоол хүнс нь уураг, өөх тос, нүүрс ус агуулдаг болохыг тогтоожээ.

1845 онд Г.Кольбе цууны хүчлийг нийлэгжүүлсэн

1854 онд М.Бертелот өөх тосыг нэгтгэсэн.

1861 онд МЭ. Бутлеров нүүрс усыг нэгтгэсэн.

19-р зууны биохимийн хөгжлийг нэгтгэн дүгнэв. Түүний үүсэх гол хүчин зүйл нь байгалийн хамгийн чухал нэгдлүүд болох липид, нүүрс ус, ялангуяа уургийн химийн хөгжил, фермент судлалын анхны амжилт, олон үе шаттай бодисын солилцооны үндсэн зарчмуудыг боловсруулж, түүний үүрэг гүйцэтгэсэн явдал байсныг тэмдэглэе. Эдгээр үйл явц дахь ферментийн . Тухайн үеийн биологийн хими нь нийт бодисын солилцооны үйл явцыг бус, харин бие махбод дахь бие даасан нэгдэл бүрийн хувирлыг химийн аргаар судлах, бодисын солилцооны бүх нарийн ширийн зүйлийн талаархи санаа бодлыг боловсруулахыг гол зорилгоо болгосон.

Биохими нь 20-р зуунд, ялангуяа сүүлийн хэдэн арван жилд хамгийн эрчимтэй хөгжиж эхэлсэн. ХХ зууны эхний хагаст. барих боломжтой болсон чухал нээлтүүдийг хийсэн ерөнхий схембодисын солилцоо, ферментийн мөн чанарыг тогтоож, судлах хамгийн чухал шинж чанарууд, биологийн идэвхт нэгдлүүдийн талаархи мэдлэгийг мэдэгдэхүйц өргөжүүлэх. 40-50-аад онд биохимийн судалгааны аргууд эрчимтэй хөгжиж, боловсронгуй болсон бөгөөд энэ нь дараагийн хэдэн арван жилд бие даасан шинжлэх ухаан болсон биохимийн салангид чиглэлүүд болох биоорганик хими, молекул биологи, молекул генетик, биотехнологи гэх мэт.

Дараа нь биохимийн бие даасан хэсгүүдийг авч үзэхдээ бид тэдгээрийн түүхэн талуудыг хөндөх болно, гэхдээ одоо бид дотоодын биологийн химийн хөгжлийн үндсэн түүхэн үе шатуудыг товч авч үзэх болно.

Бүх ферментүүд нь уураг бөгөөд уургийн бүх шинж чанартай байдаг нь эрт дээр үеэс батлагдсан. Тиймээс уураг шиг ферментийг энгийн ба нарийн төвөгтэй гэж хуваадаг.

Энгийн ферментүүдзөвхөн амин хүчлээс бүрддэг - жишээлбэл, пепсин , трипсин , лизоцим.

Нарийн төвөгтэй ферментүүд(холоэнзим) нь амин хүчлүүд - апоэнзим, уургийн бус хэсэг - кофактороос бүрдэх уургийн хэсэгтэй. Цогцолборын жишээ ферментүүдбайна сукцинатдегидрогеназа(FAD агуулсан), аминотрансфераза(пиридоксаль фосфат агуулсан), пероксидаза(гем агуулсан), лактат дегидрогеназа(Zn 2+ агуулсан), амилаза(Ca2+ агуулсан).

Кофактор, эргээд коэнзим (NAD+, NADP+, FMN, FAD, биотин) эсвэл хиймэл бүлэг (гем, олигосахаридууд, металлын ионууд Fe2+, Mg2+, Ca2+, Zn2+) гэж нэрлэж болно.

Коэнзим ба протезийн бүлгүүдэд хуваагдах нь үргэлж тодорхой байдаггүй.
хэрэв кофакторын уурагтай холболт хүчтэй байвал энэ тохиолдолд тэд байгаа тухай ярьдаг протезийн бүлэг,
Харин витамины дериватив нь кофакторын үүрэг гүйцэтгэдэг бол түүнийг нэрлэдэг коэнзим, холболтын бат бөх чанараас үл хамааран.

Катализ хийхийн тулд апопротейн ба кофакторын иж бүрэн цогцолбор шаардлагатай бөгөөд тэдгээр нь тус тусад нь катализ хийх боломжгүй юм. Кофактор нь идэвхтэй төвийн нэг хэсэг бөгөөд субстратыг холбох эсвэл хувиргахад оролцдог.

Олон уургийн нэгэн адил ферментүүд байж болно мономерууд, өөрөөр хэлбэл нэг дэд нэгжээс бүрдэх ба полимерууд, хэд хэдэн дэд нэгжээс бүрддэг.

Ферментийн бүтэц, үйл ажиллагааны зохион байгуулалт

Фермент нь янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг хэсгүүдийг агуулдаг.

1. Идэвхтэй төв - амин хүчлийн үлдэгдэл (ихэвчлэн 12-16) нь субстратын молекултай шууд холбогдож, катализ хийдэг. Идэвхтэй төв дэх амин хүчлийн радикалууд нь ямар ч хослол байж болно, амин хүчлүүд нь шугаман гинжин хэлхээнд бие биенээсээ нэлээд хол зайд байрладаг. Идэвхтэй төвд хоёр бүс байдаг:

• зангуу(холбоо барих, холбох) - идэвхтэй төвд субстратыг холбох, чиглүүлэх үүрэгтэй;
• катализатор– урвалын хэрэгжилтийг шууд хариуцна.

Ферментийн бүтцийн диаграм

Хэд хэдэн мономер агуулсан ферментүүд нь дэд нэгжийн тооноос хамааран хэд хэдэн идэвхтэй төвтэй байж болно. Мөн хоёр ба түүнээс дээш дэд нэгж нь нэг идэвхтэй сайт үүсгэж болно.

Нарийн төвөгтэй ферментүүдэд кофакторын функциональ бүлгүүд идэвхтэй төвд байршдаг.

Нарийн төвөгтэй фермент үүсэх схем

2. Аллостерийн төв (allos- гадаад) нь идэвхтэй төвөөс орон зайн хувьд тусгаарлагдсан ферментийн үйл ажиллагааг зохицуулах төв бөгөөд бүх ферментүүдэд байдаггүй. Аливаа молекулын аллостерийн төвтэй (идэвхжүүлэгч эсвэл дарангуйлагч, түүнчлэн эффектор, модулятор, зохицуулагч гэж нэрлэдэг) холбогдох нь ферментийн уургийн тохиргоо, үр дүнд нь ферментийн урвалын хурдыг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Аллостерийн ферментүүд нь идэвхтэй ба зохицуулах төвүүд нь янз бүрийн дэд хэсгүүдэд байрладаг полимер уураг юм.

Аллостерийн ферментийн бүтцийн схем

Ийм зохицуулагч нь энэ эсвэл дараагийн урвалын аль нэг, урвалын субстрат эсвэл өөр бодисын бүтээгдэхүүн байж болно ("Ферментийн үйл ажиллагааны зохицуулалт" -ыг үзнэ үү).

Изоферментүүд

Изоферментүүд нь ферментийн анхдагч бүтцэд бага зэрэг генетикийн ялгаатай байдлын үр дүнд үүсдэг ижил ферментийн молекул хэлбэрүүд боловч катализ үүсгэдэг. ижил хариу үйлдэл. Изоферментүүд өөр өөр байдаг ойр дотно байдалсубстрат руу, дээд тал нь хурдкатализаторын урвал мэдрэмждарангуйлагч ба идэвхжүүлэгчид; нөхцөлажил (хамгийн оновчтой рН ба температур).

Дүрмээр бол изоферментүүд байдаг дөрөвдөгчбүтэц, өөрөөр хэлбэл. хоёр ба түүнээс дээш дэд нэгжээс бүрдэнэ. Жишээлбэл, димерик фермент креатин киназа (CK) нь хоёр төрлийн дэд нэгжээс бүрдсэн изоферментийн гурван хэлбэрээр илэрхийлэгддэг: M (eng. булчин– булчин) ба В (англи. тархи- тархи). Креатин киназа-1 (CK-1) нь В хэлбэрийн дэд хэсгүүдээс бүрдэх ба тархинд байрладаг, креатин киназа-2 (CK-2) - тус бүр нэг М ба В дэд нэгж, миокардид идэвхтэй, креатин киназа-3 ( CK-3) нь араг ясны булчинд зориулагдсан хоёр M дэд нэгжийг агуулдаг.

Мөн таван изоэнзим байдаг лактат дегидрогеназа(LDH-ийн үүрэг) - глюкозын солилцоонд оролцдог фермент. Тэдний хоорондын ялгаа нь H дэд нэгжийн өөр өөр харьцаанд оршдог. зүрх– зүрх) болон M (Англи) булчин- булчин). 1 (H 4) ба 2 (H 3 M 1) төрлийн лактат дегидрогеназууд нь эдэд байдаг. аэробикбодисын солилцоо (миокарди, тархи, бөөрний бор гадар), сүүн хүчлийн (лактат) өндөр хамааралтай бөгөөд үүнийг пируват болгон хувиргадаг. LDH-4 (H 1 M 3) ба LDH-5 (M 4) нь өртөмтгий эдэд байдаг. агааргүйбодисын солилцоо (элэг, араг ясны булчин, арьс, бөөрний булчирхай) нь лактаттай бага хамааралтай бөгөөд пируватыг лактат болгон хувиргах процессыг хурдасгадаг. бүхий эдэд завсрынбодисын солилцооны төрөл (дэлүү, нойр булчирхай, бөөрний дээд булчирхай, тунгалгийн булчирхай) LDH-3 (H 2 M 2) давамгайлдаг.

Изозимийн өөр нэг жишээ бол бүлэг юм гексокиназа, фосфатын бүлгийг гексоз моносахаридуудтай холбож, эсийн бодисын солилцооны урвалд оролцуулдаг. Дөрвөн изоферментээс гексокиназа IV ( глюкокиназа), глюкозын өндөр өвөрмөц чанар, түүнтэй холбоо тогтоох чадвар бага, урвалын бүтээгдэхүүнийг дарангуйлах мэдрэмжгүй гэдгээрээ бусад изоферментүүдээс ялгаатай.

Олон ферментийн цогцолборууд

Олон ферментийн цогцолборт хэд хэдэн ферментүүд бие биентэйгээ нягт уялдаатай нэг цогцолбор болж, дараалсан дараалсан урвал явуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд урвалын бүтээгдэхүүн дараагийн фермент рүү шууд шилждэг. зөвхөн тэрсубстрат. Босож байна туннелийн эффект, өөрөөр хэлбэл субстрат нь ферментийн үүсгэсэн "хонгил" руу ордог. Үүний үр дүнд завсрын метаболитууд нь холбоо барихаас зайлсхийдэг орчин, дараагийнх руу шилжих хугацаа багасна идэвхтэй төвмөн урвалын хурд мэдэгдэхүйц хурдасдаг.

) болон тусгай урвалыг катализатор. Энэ чадвар нь эсрэгбие нь эсрэгтөрөгчтэй (шилжилтийн дуураймал) холбогдох үед завсрын бүтээгдэхүүн үүссэний үр дүнд үүсдэг. цогцолбор E-Xферментийн урвал).